资源简介

(共53张PPT)
第47讲　种群及其动态
第九单元　生物与环境
[课标要求]
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.运用数学模型表征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。
考点一
种群的数量特征及
种群密度的调查
1.种群的数量特征
基础知识·整合
单位体积
最基本
个体总数
决定
迁入
或迁出
决定
各年龄期
稳定型
出生率
死亡率
雌雄个体
出生
率
2.种群密度的调查方法
(1)逐个计数法:调查分布范围 、个体 的种群。
(2)估算法。
①样方法。
小
较大
弱
单子叶
双子叶
随机
适中
总面
积
五点
等距
较小
全部计数
样方相邻两边及其顶角
上
②标记重捕法。
大
强
③黑光灯诱捕法:对于有 的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。
④抽样检测:可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。
⑤其他方法:用红外触发相机拍摄照片和视频;根据不同动物的粪便具有不同的特征进行计数,通过动物的声音特征进行计数。
趋光性
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P2正文)在调查分布范围较小,个体较大的种群时,可以逐个计数。(　　)
(2)(选择性必修2 P5探究·实践)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时,应选择植物生长茂盛处取样。(　　)
×
【提示】 调查种群密度时,应随机取样。
√
(3)(选择性必修2 P5探究·实践)五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。(　　)
×
【提示】 灌木类行道树呈长方形排列,调查其中蜘蛛的种群密度应采取等距取样法。
(4)(选择性必修2 P6生物科技进展)调查动物种群密度还可通过红外触发相机、微卫星DNA分子标记等技术进行调查。(　　)
√
2.规范表达
(1)(选择性必修2 P4正文延伸)利用性引诱剂可有效降低害虫的种群密度,其原理是
。
(2)(选择性必修2 P5探究·实践拓展)五点取样法和等距取样法都规定了取样的方式, (填“符合”或“不符合”)随机取样的原则,原因是
。
破坏了害虫的性别比例,从而降低了害虫的出生率,进而使害虫的种
群密度降低
符合
五点取样法
和等距取样法保证了样方的平均分布,而不是相对集中分布,是对随机取样
的具体操作,符合随机取样原则
种群密度调查方法的误差分析
(1)样方法误差分析。
重难知识·透析
(2)标记重捕法误差分析。
能力1　通过对种群数量特征及其相互关系的分析,培养模型分析能力
1.(2025·茂名期末)如图为种群相关知识的概念模型,下列叙述错误的是
(　　)
A.种群密度是最基本的种群数量特征,①大于③
时种群密度不一定增大
B.不同种群⑤的类型可能不同,但都通过影响出
生率和死亡率对种群密度产生影响
C.⑥可通过影响出生率对种群密度产生影响,且所有种群都具有此特征
D.年龄结构为衰退型的种群,其种群数量不一定会立即下降
关键能力·提升
C
【解析】 分析题图可知,①代表出生率(或迁入率),③代表死亡率(或迁出率),种群密度是最基本的种群数量特征,其大小直接由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定,①大于③时种群密度不一定增大;⑤代表年龄结构,其类型包括增长型、稳定型和衰退型,不同种群的年龄结构的类型可能不同,但都通过影响出生率和死亡率影响种群密度;⑥为性别比例,可通过影响出生率影响种群密度大小,但并非所有种群都具有性别比例;年龄结构为衰退型的种群,可能因迁入率大于迁出率,导致种群数量上升。
2.(2025·湖北卷,15)花鼠取食偏好红松球果,且具有分散贮食和遗忘贮藏点的特性。研究人员在2019—2023年间,对某地红松林中花鼠种群数量和红松结实量开展调查,发现
2022年红松结实量最高,与其余四年的结实量存在显著差异;其余四年之间的结实量没有显著差异。花鼠种群5年的调查结果如下表。根据上述材料,下列推测合理的是(　　)
A
比较项目 性比(雌∶雄) 幼年组 成年组 老年组
2019年 0.77 14 62 2
2020年 0.76 21 56 2
2021年 0.78 26 60 3
2022年 1.16 47 54 5
2023年 0.98 37 62 3
A.花鼠能促进红松种子的传播
B.红松结实量受到花鼠种群数量的调控
C.花鼠的种群数量波动与其性比之间没有关联
D.从年龄结构分析,上述花鼠种群属于衰退型种群
【解析】 花鼠分散贮食并遗忘贮藏点,未被取食的红松种子可能萌发,促进其传播;在2022年和2023年花鼠种群数量并未发生明显改变,故红松结实量在2022年异常高,可能受气候等因素影响,而非由花鼠种群数量调控;与2019年、2020年、2021年(均为雌少雄多)相比,2022年(雌多雄少)幼年组花鼠数量激增,说明性比变化影响繁殖率,从而影响种群数量;老年组个体数较少,且成年组数量相对稳定,而幼年组呈上升趋势,故花鼠年龄结构为增长型。
能力2　通过对新情境下种群密度调查方法的分析,培养科学探究能力
3.(2025·安徽卷,5)种群数量调查的具体方法因生物种类而异。下列叙述错误的是
(　　)
A.采用标记重捕法时,重捕前要间隔适宜时长以确保标记个体在调查区域中均匀分布
B.利用红外触发相机的自动拍摄技术,主要是对恒温动物进行野外种群数量调查研究
C.对鲸进行种群数量监测时,可利用声音的稳定、非损伤、低干扰特征进行个体识别
D.调查某土壤小动物种群数量时,打开诱虫器顶部的电灯以驱使土壤小动物向下移动
A
【解析】 采用标记重捕法时,重捕前间隔适宜时长是为了让标记个体与未标记个体混合均匀,这样能使结果更准确;恒温动物的体温相对恒定,红外触发相机可利用其体温与环境的温度差异自动拍摄,主要用于恒温动物的野外种群数量调查研究;鲸的叫声存在个体差异,可利用声音的稳定、非损伤、低干扰特征进行个体识别,从而对鲸进行种群数量监测;土壤小动物通常有趋暗、避高温的习性,调查某土壤小动物种群数量时,打开诱虫器顶部的电灯以驱使土壤小动物向下移动。
种群密度调查方法的选择
方法技巧
考点二
种群的数量变化及其影响因素
1.建构种群增长模型的方法
(1)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的 。
(2)建构过程。
基础知识·整合
数学形式
问题
假设
数学形式
(3)表达形式。
①数学公式:科学、准确,但不够 。
②曲线图:直观,但不够 。
直观
精确
2.种群数量的“J”形增长和“S”形增长
倍数
K/2
K值
充裕
有限
3.种群数量的波动
(1)在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的 。
(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)大多数生物的种群数量总是在 中。处于波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现 。
(4)当一个种群数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等而 。
相对稳定
下降
波动
种群爆发
衰退、消亡
4.影响种群数量变化的因素
光合作用
综合性
捕食
提醒　密度制约因素和非密度制约因素调节种群数量。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,称为密度制约因素,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,称为非密度制约因素。
5.种群研究的应用
种群密度
生存状态
保护对策
K/2
环境容纳量
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P8正文)自然界中,细菌的种群增长都为“J”形增长。(　　)
×
【提示】 只有在理想状态下(食物和空间条件充裕、气候适宜等),细菌的种群增长呈“J”形增长,自然界中,受资源和空间的限制,细菌种群一般不会呈“J”形增长。
(2)(选择性必修2 P9正文)种群“J”形增长的数学模型(Nt=N0λt)中,N0为该种群的起始数量,λ为种群增长率。(　　)
×
【提示】 λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
(3)(选择性必修2 P9图1-5)在“S”形增长曲线中,当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,其对应的年龄结构为衰退型。(　　)
×
【提示】 当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,但种群数量依然在增加,因此其对应的年龄结构仍为增长型。
(4)(选择性必修2 P9正文)一个种群中的最大数量就是该种群的环境容纳量。
(　　)
×
【提示】 一定环境条件下所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。
(5)(选择性必修2 P16正文)种群数量的增长不受种群密度制约。(　　)
×
【提示】 由于资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争会加大,导致种群数量增长减慢,故种群数量的增长受种群密度的制约。
(6)(选择性必修2 P16正文)鱼类养殖过程中,在种群数量接近K/2时进行捕捞,有利于鱼类资源的可持续发展。(　　)
【提示】 在鱼类养殖过程中,应将捕捞后的剩余量控制在K/2左右,有利于鱼类资源的可持续发展。
×
2.规范表达
(选择性必修2 P14~15思考·讨论拓展)研究人员在一定体积培养液中放入5个大草履虫,然后定期统计大草履虫的数量,经过反复实验,结果如图所示。
375/2
①在实验过程中,当种群数量为 (用分数表示)时种群增长速率最快。
②若种群起始数量改为20,K值 (填“会”或“不会”)变大,因为
。
③改变培养温度会影响大草履虫的数量,这属于 (填“密度制约因素”或“非密度制约因素”),因为
。
不会
K值受环境条件影响
非密度制约因素
温度对种群的作用强度与该种群的
密度无关
1.“J”形曲线与“S”形曲线的“增长率”和“增长速率”辨析
重难知识·透析
(1)种群增长率是指单位时间内种群中新增加的个体数量与初始数量的比值,计算公式如下:
2.聚焦K值
(1)K值的不同表示方法。
(2)种群增长速率是指单位时间内种群增加的个体数量。计算公式如下:
(2)K值不是一成不变的。
K值会随着环境的变化而变化,当生物生存的环境遭受破坏时,K值会下降;当生物生存的环境得到改善时,K值会上升。
(3)K值与K/2值的应用。
能力3　通过对种群数量变化曲线的分析,培养模型构建和分析能力
4.(2025·云南卷,11)在国家和地方政府的大力保护下,中国境内亚洲象数量明显增加。2002—2023年西双版纳野象谷亚洲象种群数量调查结果如下图。
下列说法错误的是(　　)
A.可使用红外触发相机调查亚洲象种群数量
B.2016—2017年,该种群新出生3头亚洲象
C.2021—2022年,亚洲象种群增长率为3%
D.亚洲象种群数量增长至K值后仍然会波动
B
关键能力·提升
【解析】 红外触发相机可以在不干扰亚洲象的情况下对其进行监测和记录,能够较为准确地统计亚洲象的种群数量等信息;种群数量的变化不仅取决于出生的数量,还与死亡、迁入和迁出的数量有关,题图中仅给出种群数量数据,但不清楚2016—2017年亚洲象的死亡数量等其他信息,不能仅根据两年的种群数量差值确定新出生的亚洲象数量;种群增长率=增长数量/初始数量×
100%,2021年亚洲象种群数量为100头,2022年为103头,增长数量为103-100=
3(头),初始数量为100头,则种群增长率为3/100×100%=3%;在自然生态系统中,种群数量增长至K值后,由于受到环境因素(如食物、
气候等)的影响,种群数量仍然会在K值上下波动。
能力4　通过对影响种群数量变化的因素及应用的分析,培养理解能力
5.(2023·广东卷,6)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是(　　)
A.密度制约因素导致出生率下降
B.密度制约因素导致死亡率上升
C.非密度制约因素导致出生率下降
D.非密度制约因素导致死亡率上升
C
【解析】 气温、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,因此被称为非密度制约因素;蝗虫原本就会在秋季死亡,但降温提前使它们死亡前没有产生后代,导致出生率下降。
6.(2024·广东卷,12)Janzen-Connell假说(詹曾-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是(　　)
A.亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B.鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡
C.中药材三七连续原地栽种,会爆发病虫害导致产量降低
D.我国农业实践中采用的水旱轮作,可减少农药的使用量
B
【解析】 亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大,说明幼苗距离母株越远,植物母株的抑制作用越弱,可以用题述假说进行解释;鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡,不能用题述假说进行解释;根据假说,种植过某植株后,其周围土壤会积累相关病原菌、昆虫等,因此中药材三七连续原地栽种,会爆发病虫害,导致产量降低,可以用题述假说进行解释;第一年种植水生农作物,土壤中积累了水生性的病原菌和昆虫,若第二年改种植旱生农作物,原有的病原菌和昆虫因环境改变无法继续良好生
存,也不会对第二年的旱生作物造成太大影响,因此水旱轮作可以避免长时间种植同种作物导致同种病原菌和昆虫的积累,可以用题述假说进行解释。
考点三
活动:探究培养液中
酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
实验基础·梳理
“J”
“S”
抽样检测
2.实验步骤
液体
无菌
均匀
盖玻片边缘
计数室底
部
7
曲线
3.实验结果分析
“S”
逐渐下降
营养物质逐渐减少,有害产物逐渐
积累,培养液的pH等理化性质发生改
变
【教材微点思考】
1.(选择性必修2 P11探究·实践)从试管中吸出培养液进行计数之前,需将试管轻轻振荡几次,其原因是使培养液中的酵母菌 ,减小误差。
2.(选择性必修2 P11探究·实践)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当 。
3.(选择性必修2 P11探究·实践)对于压在小方格界线上的酵母菌,计数时应遵循 的原则。
均匀分布
稀释培养液重新计数
计上不计下,计左不计右
1.影响实验结果的误差分析
(1)统计结果偏小的原因。
①计数时酵母菌未全部沉降到计数室底部,造成计数结果偏小。
②取液时未摇匀,从试管上部吸取的培养液中酵母菌偏少。
③未统计边界线及顶角上的酵母菌等。
实验技能·点拨
(2)统计结果偏大的原因。
①先滴培养液后盖盖玻片,导致计数室内部液体增多,造成计数结果偏大。
②取液时未摇匀,从试管底部吸取的培养液中酵母菌偏多。
③将四条边界线及顶角上的酵母菌都统计在内。
④未染色,无法区分死菌、活菌,计数时将死菌统计在内。
⑤将刚出芽的酵母菌按两个计数等。
2.血细胞计数板及相关计算
计算公式:设5个中方格中菌数分别为A1、A2、A3、A4、A5,培养液稀释倍数为B,则试管中(含培养液10 mL)酵母菌总数=(A1+A2+A3+A4+A5)÷5×25÷
10-4×B×10(个)。
能力5　通过对培养液中酵母菌种群数量变化的分析,培养科学探究能力
7.将少量酵母菌接种到一定体积的培养液中,在适宜条件下培养,得到的酵母菌数目变化曲线如图1所示,图2为观察到的血细胞计数板的一个中方格。下列分析错误的是(　　)
A.从试管中吸取培养液前要充分振荡,否则计数结果一定偏小
B.实验开始时接种酵母菌数量的多少,会影响达到K值所需的时间
C.计数图2所示的中方格内的酵母菌数目应为24个
D.利用图2的计数方法获得图1曲线,需要对酵母菌进行染色排除死亡个体
A
关键能力·提升
【解析】 从试管中吸取培养液前要充分振荡,从而使酵母菌分布均匀,否则会导致结果有误差,计数结果可能偏大也可能偏小;实验开始时,酵母菌接种数量的多少会影响达到K值所需的时间;在酵母菌计数时,计数原则为“计上不计下,计左不计右”,因此计数中方格内酵母菌有24个;用血细胞计数板对酵母菌进行计数时,由于观察到的细胞中含有死细胞,故需要对酵母菌进行染色排除死亡个体,这样才能得到图1增长曲线。

展开更多......

收起↑