第九單元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(生物與環境))第一講種群的特征和數量的變化知識點一種群的特征[系統主干知識]一、種群的數量特征1．種群數量特征之間的相互關系2．種群密度的調查方法(1)樣方法①適用對象：植物或活動范圍小、活動能力弱的動物。②取樣方法：五點取樣法和等距取樣法。③取樣關鍵：隨機取樣。(2)標志重捕法①適用對象：活動范圍大、活動能力強的動物。②計算公式：N(種群數量)＝eq\f(n重捕個體數,m重捕中標記數)×M(初次捕獲標記數)。二、種群的空間特征[聚焦關鍵微點]一、澄清概念——所用教材的關鍵語句要理解透1．種群在單位面積或單位體積中的個體數就是種群密度。種群密度是種群最基本的數量特征。(1)種群的特征與個體的特征相同。(×)(2)生物的種群密度不會隨著季節的變化而發生變化。(×)(3)誘殺雄性個體不會影響該種群的密度。(×)(4)了解種群密度的變化有利于合理利用生物資源。(√)2．在調查分布范圍較小、個體較大的種群時，可以逐個計數。但是，在多數情況下，逐個計數非常困難，需要采取估算的方法。(1)調查種群數量較少的陸生植物種群密度時，應隨機取樣，并適當擴大樣方的面積。(√)(2)可以用標志重捕法調查老房屋中壁虎的種群密度。(√)(3)調查草地某種蜘蛛種群密度時，要選擇草多的地方，否則結果偏低。(×)(4)如果采用樣方法調查甲地蒲公英的種群密度，計數甲地內蒲公英的總數，再除以甲地面積即可。(×)(5)五點取樣法適合調查灌木類行道樹上蜘蛛的種群密度。(×)二、科學思維——新版教材的教考導向需領悟好1．(新人教版選擇性必修2P4“與社會的聯系”)20世紀80年代以來，我國出生人口男女性別比例持續升高，嚴重偏離人口性別比例的正常值，為此我國政府采取了一系列措施對我國出生人口的男女性別比例持續升高問題進行了綜合治理。例如，通過法律禁止“非醫學需要的胎兒性別鑒定”和“非醫學需要的性別選擇性人工流產”，啟動了“關愛女孩行動”，等等。請思考：性別比例是如何影響種群密度的？提示：性別比例通過影響出生率，進而影響種群密度。2．(新人教版選擇性必修2P6“生活科技進展”)(1)調查動物種群密度常用的方法有哪些？提示：樣方法、標志重捕法、黑光燈誘捕法等。(2)查閱有關資料列舉一些不需要直接觀察或捕捉就能調查種群密度或種群數量的新方法。提示：紅外觸發相機、利用動物的糞便、利用動物的聲音等。[深化拓展提能]1．歸納總結種群數量特征之間的聯系(1)種群最基本的數量特征：種群密度。種群數量多，但種群密度不一定大。(2)決定種群密度變化的直接因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。在具體環境中的種群要根據實際情況分析。(3)決定種群密度的間接因素：年齡組成和性別比例。其中年齡組成既能影響出生率，又能影響死亡率，而性別比例只能影響出生率。(4)預測種群數量的變化趨勢：年齡組成。2．比較種群年齡組成的三種類型(1)統計圖(以穩定型和增長型為例)(2)曲線圖和柱形圖模示圖增長型穩定型衰退型曲線圖柱形圖(3)各圖示共性及判斷技巧無論何種圖形，均應注意各年齡段個體的比例——增長型中的幼年個體多，老年個體少；穩定型中的各年齡段個體比例適中；衰退型中的幼年個體少，老年個體多。3．樣方法與標志重捕法(1)兩種方法的比較項目樣方法標志重捕法調查對象植物或活動能力弱、活動范圍小的動物活動能力強、活動范圍大的動物調查程序注意事項①隨機取樣②樣方大小適中③樣方數量不宜太少①調查期間沒有遷入和遷出、出生和死亡②標記物對所調查動物的生命活動無影響(2)調查種群密度方法中的注意事項①選取樣方時，要注意隨機取樣。對于方形地塊常用五點取樣法(如圖甲)，狹長地塊常用等距取樣法(如圖乙)。②樣方法中計數要準確。同種生物個體無論大小都要計數，若有正好處在邊界線上的，應遵循“計上不計下，計左不計右”的原則，如圖：注：圖甲為方形樣方，圖乙為圓形樣方，實心圈表示要統計或測量的個體，虛線表示圓形樣方的直徑。③樣方法的調查對象要選熟悉的又容易計數的植物。如一般不選叢生或蔓生的單子葉草本植物，而選擇個體數目容易辨別的雙子葉草本植物。④植物的大小不同，樣方面積也應不同。如喬木的樣方面積為100m2，灌木為16m2，草本植物為⑤樣方法并非只適用于植物。對于活動能力弱、活動范圍小的動物如蚜蟲、跳蝻等也可用樣方法調查。⑥標志重捕法中標記物要合適，不能過于醒目；不能影響被標記對象的正常生理活動；標記物不易脫落，能維持一定時間。標志重捕法中兩次捕捉間種群數量要穩定：被調查個體在調查期間沒有大量遷入和遷出、出生和死亡的現象。(3)利用標志重捕法估算種群密度的誤差分析設種群數量為N只，第一次捕獲N1只并標記，第二次捕獲了N2只，其中有N0只被標記，根據公式N1/N＝N0/N2，得N＝N2·N1/N0。由此分析可知：①若由于某種原因，如標記物易脫落、被標記個體的被重捕機會降低、標記物導致被標記個體易于被捕食、在被標記個體稀少處捕獲等，造成N0偏小，則N偏大。②若由于某種原因，如被標記個體放回后還未充分融入該種群中就再次捕獲、在被標記個體密集處捕獲等，造成N0偏大，則N偏小。③若在調查期間，調查區域有較多個體出生和死亡或遷入和遷出，也會造成估算中出現較大誤差。[題點全訓過關]題點(一)種群的特征[典例1](2018·全國卷Ⅰ)種群密度是種群的數量特征之一。下列敘述錯誤的是()A．種群的S型增長是受資源因素限制而呈現的結果B．某林場中繁殖力極強老鼠種群數量的增長會受密度制約C．魚塘中某種魚的養殖密度不同時，單位水體該魚的產量有可能相同D．培養瓶中細菌種群數量達到K值前，密度對其增長的制約逐漸減弱[解析]當空間、資源有限時，種群數量呈S型增長；林場空間、資源有限，老鼠種群數量的增長會由于密度增加而逐漸減慢；魚塘中某種魚的養殖密度不同時，由于魚的大小不同等，單位水體中產量有可能相同；培養瓶中細菌種群數量達到K值前，由于環境阻力逐漸增大，密度對其增長的制約逐漸增強。[答案]Deq\a\vs4\al([歸納拓展])種群數量變化特殊實例及分析(1)城市人口的劇增——由遷入率>遷出率造成的。(2)我國人口的增長——由出生率>死亡率造成的，不是僅由出生率高造成的。(3)計劃生育政策——控制出生率，使人口增長率下降。(4)利用性外激素誘捕雄蛾——通過改變性別比例來降低出生率。(5)將性外激素釋放到大田里，干擾雌雄蛾正常交尾——降低出生率。[對點訓練]1．(2021·柳州調研)如圖表示種群的各個特征之間的關系圖，下列敘述錯誤的是()A．甲為出生率和遷入率，乙為死亡率和遷出率B．丙為性別比例，主要通過影響出生率來間接影響種群密度C．丁為年齡組成，每種類型中包括老年、中年和幼年三個年齡期D．種群密度是種群最基本的數量特征，其并非總隨著出生率的增大而增大解析：選C由圖分析可知，甲為出生率和遷入率，乙為死亡率和遷出率，A正確；丙為性別比例，主要通過影響出生率來間接影響種群密度，B正確；丁為年齡組成，每種類型中包括幼年、成年和老年三個年齡期，C錯誤；種群密度取決于出生率和死亡率、遷入率和遷出率，因此種群密度不一定會隨著種群出生率的增大而增大，D正確。2．研究人員對某林區獼猴種群數量和性別比例進行調查，結果如圖所示(注：4～12歲為獼猴的生育年齡)。下列分析正確的是()A．該林區獼猴種群的年齡組成為穩定型B．調查時獼猴種群數量已經達到環境容納量C．7～9歲個體中，雄性與雌性的數量比值最小，與雄性因爭奪空間和配偶死亡率較高有關D．各年齡組個體數量不變，若性別比例變為1∶1，則獼猴的出生率將升高解析：選C由題圖可知，該林區獼猴種群中，幼年個體明顯多于老年個體，因此其年齡組成為增長型；調查時獼猴種群的年齡組成為增長型，說明其種群數量還會增長，并未達到環境容納量；7～9歲個體中，雄性與雌性的數量比值最小，與雄性因爭奪空間和配偶死亡率較高有關；根據圖中信息不能說明性別比例為1∶1時獼猴的出生率將升高。題點(二)種群密度的調查[典例2](2017·全國卷Ⅲ)某陸生植物種群的個體數量較少，若用樣方法調查其密度，下列做法合理的是()A．將樣方內的個體進行標記后再計數B．進行隨機取樣，適當擴大樣方的面積C．采用等距取樣法，適當減少樣方數量D．采用五點取樣法，適當縮小樣方面積[解析]根據題干信息“某陸生植物種群的個體數量較少”，在用樣方法調查時，選取的樣方過小，可能導致收集到的數據較少，偶然性較大，因此需要適當擴大樣方的面積或者增加樣方的數量，C、D項不合理，B項合理。用樣方法調查植物種群密度時不需要對樣方內的個體進行標記，A項不合理。[答案]Beq\a\vs4\al([規律方法])“兩看法”選擇合適的種群密度調查方法[對點訓練]3．下列關于種群密度調查實驗及調查方法的敘述，正確的是()A．標志重捕法在做標記時，標記物要醒目，有利于抓捕B．隨機取樣方n個，每個樣方個體數量為X1、X2、…Xn，則種群密度為(X1＋X2＋…＋Xn)/nC．標志重捕法的計算公式為：(初次捕獲并標記的個體數×重捕個體數)/重捕中被標記的個體數D．樣方法和標志重捕法統計得到的數值就是種群密度解析：選C標記物醒目時易被天敵發現，影響重捕時標記的個體數，因此標記物應不易被觀察到，A錯誤；(X1＋X2＋…＋Xn)/n是每個樣方的種群平均數量，若樣方面積不是單位面積，則不能代表種群密度，B錯誤；標志重捕法的計算公式為：(初次捕獲并標記的個體數×重捕個體數)/重捕中被標記的個體數，C正確；樣方法和標志重捕法統計得到的結果除以調查面積才是種群密度，D錯誤。4．下列有關調查動物種群密度方法的敘述，正確的是()A．草地中跳蝻的種群密度一般不采用樣方法進行調查B．對于活動能力強、活動范圍大的動物最好采用樣方法調查種群密度C．池塘中變形蟲、草履蟲這些單細胞動物的種群密度的調查可用抽樣檢測法D．對農作物上的蚜蟲、植物葉片上的昆蟲卵常采用標志重捕法調查種群密度解析：選C跳蝻活動范圍很小，一般用樣方法進行調查。對于活動能力強、活動范圍大的動物最好采用標志重捕法調查種群密度。池塘中變形蟲、草履蟲這些單細胞動物的種群密度的調查可用抽樣檢測法。對農作物上的蚜蟲、植物葉片上的昆蟲卵常采用樣方法調查種群密度。知識點二種群的數量變化[系統主干知識]一、種群的數量變化1．種群數量變化的研究(1)研究方法：建構數學模型。(2)一般步驟：2．種群數量增長的“J”型曲線和“S”型曲線項目“J”型曲線“S”型曲線增長模型前提條件食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等資源和空間有限、受其他生物的制約等曲線特點種群數量每年以一定的倍數連續增長，沒有K值種群數量達到環境容納量，即K值后，將停止增長3．“S”型曲線中K值與K/2值的分析與應用(1)K值與K/2值的分析(2)K值與K/2值的應用4．種群數量的波動和下降大多數種群的數量總是在波動中，在不利的條件下，種群數量還會急劇下降，甚至消亡。5．影響種群數量變化的因素(1)自然因素：氣候、食物、天敵、傳染病等。(2)人為因素：人類活動。二、探究培養液中酵母菌種群數量的變化1．實驗原理(1)用液體培養基培養酵母菌，種群的數量增長受培養液的成分、培養的空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在理想環境中，酵母菌種群數量的增長呈“J”型曲線；在有限的環境條件下，酵母菌種群數量的增長呈“S”型曲線。在恒定培養液中當酵母菌種群數量達到K值后，還會轉而下降直至全部死亡(營養物質消耗、代謝產物積累及pH變化所致)。(3)計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法——顯微計數法。2．實驗注意事項(1)本實驗不需要專門設置對照實驗，因不同時間取樣已形成對照；需要做重復實驗，目的是盡量減少誤差，需對每個樣品計數三次，取其平均值。(2)從試管中吸出培養液進行計數前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。(3)制片時，先將蓋玻片放在計數室上，用滴管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。多余培養液用濾紙吸去。(4)制好裝片后，應稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計數室底部，再用顯微鏡進行觀察、計數。(5)顯微鏡計數時，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應遵循“數上線不數下線，數左線不數右線”的原則計數。(6)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當稀釋培養液重新計數，以每小方格內含有4～5個酵母細胞為宜。稀釋培養液時要進行定量稀釋，便于計算。(7)每天計數酵母菌數量的時間要固定。結果的記錄最好用記錄表。[聚焦關鍵微點]一、澄清概念——所用教材的關鍵語句要理解透1．自然界確有類似細菌在理想條件下種群數量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“eq\a\vs4\al(J)”型。(1)一個物種引入新地區后，一定呈“J”型增長。(×)(2)種群“J”型增長曲線中的增長率和增長速率均恒定不變。(×)2．種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“eq\a\vs4\al(S)”型曲線。(1)種群的“S”型增長是受資源因素限制而呈現的結果。(√)(2)在種群的“S”型增長過程中，出生率在降低，死亡率在升高。(×)(3)增長型種群的出生率應高于衰退型種群的出生率，而死亡率則相反。(×)3．在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。(1)環境容納量是指種群的最大數量。(×)(2)自然環境中增加某種群的天敵數量會影響該種群的K值。(√)(3)在相對穩定的生態系統中，種群數量在K值上下波動。(√)(4)種群數量的變化就是種群數量的增長和波動。(×)二、科學思維——新版教材的教考導向需領悟好1．(新人教版選擇性必修2P10“思考·討論”)(1)對世界人口數量已經達到地球的環境容納量的問題，我們對此應該持有的觀點是什么？提示：可從人類與環境可持續發展角度作答。(2)對于鼠、蚊蟲等有害生物的控制，應該采取什么措施？提示：從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲存在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取地面硬化，減少它們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵等。2．(新人教版選擇性必修2P13～16“影響種群數量變化的因素”)(1)影響種群數量變化的非生物因素有哪些？提示：陽光、溫度、水等。(2)影響種群數量變化的生物因素有哪些？提示：種內關系和種間關系。3．(新人教版選擇性必修2P17“思維訓練”分析循環因果關系)在生物學上，許多生理或生態過程的因果關系是循環性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導致的結果又會成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產生新的結果，如此循環往復。據循環因果關系分析下列生物學過程的因果循環性。(1)甲狀腺激素分泌的調節。提示：(2)獵物和捕食者種群數量變化的相關性。提示：[深化拓展提能]1．種群數量的變化(1)“J”型增長曲線的形成條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。其特點是種群的數量每年以一定的倍數(λ倍)增長(數學模型：Nt＝N0·λt)。(2)“S”型增長曲線的形成條件：資源和空間條件有限，隨種群密度增大，種內競爭加劇，天敵數量增多，從而使出生率降低、死亡率升高，直到平衡。(3)在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。(4)在自然界中，氣候、食物、天敵、傳染病等均會影響種群數量，故大多數種群的數量總處于波動中。(5)漁業捕撈中，使魚的種群數量維持在K/2的原因：K/2時種群的增長速率最大，種群的數量能迅速恢復，有利于魚類資源的可持續利用。2．關于K值(1)K值并不是種群數量的最大值：K值是環境容納量，即在保證環境不被破壞的前提下所能容納的最大值；種群數量所達到的最大值會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為環境會遭到破壞。(2)K值不是一成不變的：K值會隨著環境的改變而發生變化，當環境遭到破壞時，K值會下降；當環境條件狀況改善時，K值會上升。(3)在環境不遭受破壞的情況下，種群數量會在K值附近上下波動。當種群數量偏離K值的時候，會通過負反饋調節使種群數量回到K值。(4)K值的四種表示方法圖中t1時所對應的種群數量為K/2，t2時所對應的種群數量為K值。3．影響種群數量變化的因素種群數量的變化情況包括增長、波動、下降，甚至消亡。影響因素有：(1)生物因素：包括種內關系(如種內競爭)和種間關系(如種間競爭、捕食等)。(2)自然因素：氣候、食物、天敵、傳染病等。(3)人為因素：種植業、養殖業發展，砍伐森林，獵捕動物，環境污染等。[題點全訓過關]題點(一)種群增長曲線[典例1](2020·山東等級考)為研究甲、乙兩種藻的競爭關系，在相同條件下對二者進行混合培養和單獨培養，結果如下圖所示。下列說法錯誤的是()A．單獨培養條件下，甲藻數量約為1.0×106個時種群增長最快B．混合培養時，種間競爭是導致甲藻種群數量在10～12天增長緩慢的主要原因C．單獨培養時乙藻種群數量呈“S”型增長D．混合培養對乙藻的影響較大[解析]由圖可知，單獨培養條件下，甲藻種群的環境容納量(K值)為2.0×106個，在K/2(1.0×106個)時種群增長最快，A正確；混合培養時，在10～12天甲藻種群數量接近K值，而乙藻種群數量接近0，此時導致甲藻種群數量增長緩慢的主要因素是種內競爭，B錯誤；由圖中曲線可知，乙藻單獨培養時種群數量呈“S”型增長，C正確；混合培養時，甲、乙兩種藻起始數量相同，到10～12天時甲藻數量接近環境容納量，而乙藻接近滅絕，可知混合培養對乙藻的影響較大，D正確。[答案]Beq\a\vs4\al([歸納拓展])(1)“S”型曲線開始部分由于環境阻力小，近似于“J”型增長，但在一定的環境條件下，以“J”型增長不可持續，隨著種群密度增大，環境阻力增大，當種群數量大于K/2后，增長速率下降，最終達到K值，形成“S”型增長曲線。(2)Nt＝N0·λt，λ代表增長倍數，不是增長率。λ＞1時，種群密度增大；λ＝1時，保持穩定；λ<1時，種群密度減小。(3)最大捕撈量≠最大日捕獲量，如K/2時捕撈可持續獲得最大捕撈量，但不能獲得最大日捕獲量——最大日捕獲量應處于種群密度最大時。[對點訓練]1.(2018·浙江4月選考)在對某自然保護區內甲、乙兩個不同物種的種群數量進行了調查之后，又開展了連續4年的跟蹤調查，計算其L值(L＝當年末種群個體數量/前一年末種群個體數量)，結果如圖所示。下列關于這4年調查期間的種群數量變化的敘述，錯誤的是()A．第1年末甲乙兩種群的增長速度不一定相等B．第2年末乙種群數量不一定大于甲C．第3年末乙種群數量達到了最大值D．這4年中甲種群每年增加的數量是相等的解析：選D由于兩個種群初始數量未知，第1年末甲種群L＝1.5，乙的L值稍大于1.0，兩個種群具體增加的個體數量無法得知，故兩個種群的增長速度不一定相等；由于甲、乙兩個種群初始數量未知，第2年末乙種群數量不一定大于甲；第3年末乙種群L＝1.0，且在接下來的時間內L小于1.0，即種群數量在減少，故第3年末是乙種群數量的最大值；這4年中，甲種群L均為1.5，每年增加的數量都較前一年多。2．(2021年1月新高考8省聯考·河北卷)獼猴為某島嶼生境中重要的動物類群，近40年調查發現獼猴種群最初集中分布于島嶼西南一側，目前島嶼各區域均有分布。根據已有數據并利用模型模擬理想環境中未來60年內獼猴種群的數量變化，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．目前該島嶼獼猴種群增長速率呈下降趨勢B．地理環境封閉是限制獼猴種群數量持續增加的關鍵因素C．目前該島嶼獼猴種群分布類型為均勻型D．若該島嶼生境遭到破壞，環境容納量降低，獼猴遺傳多樣性將下降解析：選A種群增長速率可用種群數量變化曲線中每一點切線的斜率來表示，據圖分析可知，目前該島嶼獼猴種群增長速率呈先上升后下降趨勢，A錯誤；由圖可知，前40年獼猴集中分布于島嶼西南一側，隨后盡管分布于整個島嶼，在理想環境中，其種群數量依然不能表現為“J”型增長，顯然地理環境封閉是限制獼猴種群數量持續增加的關鍵因素，B正確；獼猴為靈長類動物，且目前該島嶼獼猴各區域均有分布，此時該種群分布類型為均勻型，C正確；若該島嶼生境遭到破壞，其環境容納量降低，因此獼猴種群的基因庫減小，即遺傳多樣性將下降，D正確。題點(二)探究酵母菌種群數量的變化[典例2](2019·全國卷Ⅲ)回答下列與種群數量有關的問題。(1)將某種單細胞菌接種到裝有10mL液體培養基(培養基M)的試管中，培養并定時取樣進行計數。計數后發現，試管中該種菌的總數達到a時，種群數量不再增加。由此可知，該種群增長曲線為________型，且種群數量為________時，種群增長最快。(2)若將該種菌接種在5mL培養基M中，培養條件同上，則與上述實驗結果相比，該種菌的環境容納量(K值)________(填“增大”“不變”或“減小”)。若在5mL培養基M中接種該菌的量增加一倍，則與增加前相比，K值________(填“增大”“不變”或“減小”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)液體培養基中的營養物質、空間等是有限的，試管中該種菌的種群數量達到a時不再增加，所以該種群增長曲線為S型，K值為a，種群數量在a/2時增長最快。(2)K值為在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量。當培養基由10mL減少到5mL后，環境容納量減小；若都是5mL培養基，且培養條件不變，由于環境資源量不變，即使該種菌的起始接種量增加一倍，K值也不會改變。[答案](1)“S”a/2(2)減小不變K值是由環境資源量決定的，與接種量無關eq\a\vs4\al([歸納拓展])血細胞計數板及其使用(1)血細胞計數板：通常有兩種規格，一種是一個大方格分成16個中方格，每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格，每個中方格又分成16個小方格。但無論哪種規格的計數板，每個大方格都有16×25＝400個小方格。一個大方格長和寬各為1mm，深度為0.1mm，容積為0.1mm3。(2)計數方法：對于16×25的計數板而言，計四角的4個中方格共計100個小方格中的個體數量；而對于25×16的計數板而言，計四角和正中間的(共5個)中方格共計80個小方格中的個體數量。(如下圖所示)(3)計算方法：①16×25型的計數板：酵母細胞個數/mL＝(100個小方格細胞總數/100)×400×10000×稀釋倍數。②25×16型的計數板：酵母細胞個數/mL＝(80個小方格細胞總數/80)×400×10000×稀釋倍數。[對點訓練]3．(2017·江蘇高考)某小組開展酵母菌培養實驗，如圖是搖瓶培養中酵母種群變化曲線。下列相關敘述正確的是()A．培養初期，酵母因種內競爭強而生長緩慢B．轉速150r/min時，預測種群增長曲線呈“S”型C．該實驗中酵母計數應采用稀釋涂布平板法D．培養后期，酵母的呼吸場所由胞外轉為胞內解析：選B培養初期，酵母菌數量較少，種內競爭微弱；由于營養物質和空間等條件有限，酵母菌的種群增長曲線呈“S”型；本實驗中，酵母菌計數應該選用血細胞計數法；酵母菌的細胞呼吸場所一直在細胞內。4．下列關于“探究培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗的相關操作，正確的是()A．先向計數室內滴加培養液，然后再將蓋玻片放在計數室上B．從瓶中吸出培養液進行計數之前，不必搖勻培養瓶中的培養液C．培養用具必須經過嚴格的滅菌處理，培養液則不需滅菌D．為了方便酵母菌計數，培養后期的培養液應先稀釋后再計數解析：選D在“探究培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗中，應該先將蓋玻片放在計數室上，再用滴管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓其自行滲入；從瓶中吸出培養液進行計數之前，必須搖勻培養瓶中的培養液，使酵母菌均勻分布，減小實驗誤差；培養用具必須經過嚴格的滅菌處理，培養液也需要用高壓蒸汽滅菌法滅菌；酵母菌的繁殖能力很強，培養后期酵母菌數量較多，為了方便酵母菌計數，培養液應先稀釋后再計數。5．(2021·泉州聯考)在“探究培養液中酵母菌種群數量動態變化”實驗中，觀察到血細胞計數板(圖1，規格為1mm×1mm×0.1mm)計數室的某一個方格中酵母菌如圖2分布。下列有關敘述正確的是()A．該方格中酵母菌的數量應計為9個B．實驗中被龍膽紫溶液染成紫色的酵母菌為死細胞C．該血細胞計數板上有2個計數室，玻片厚度為0.1mmD．培養酵母菌時，必須去除培養液中的溶解氧解析：選B該方格中酵母菌的數量應計為7個，只計數內部和相鄰兩邊及其夾角處的酵母菌，A錯誤；由于細胞膜的選擇透過性，實驗中被龍膽紫溶液染成紫色的酵母菌為死細胞，B正確；血細胞計數板蓋玻片下液體的厚度為0.1mm，C錯誤；酵母菌的繁殖需要氧氣，培養酵母菌時，不能去除培養液中的溶解氧，D錯誤。科學思維——種群數量增長的兩種曲線分析[典例](2019·全國卷Ⅰ)某實驗小組用細菌甲(異養生物)作為材料來探究不同條件下種群增長的特點，設計了三個實驗組，每組接種相同數量的細菌甲后進行培養，培養過程中定時更新培養基，三組的更新時間間隔分別為3h、10h、23h，得到a、b、c三條種群增長曲線，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．細菌甲能夠將培養基中的有機物分解成無機物B．培養基更換頻率的不同，可用來表示環境資源量的不同C．在培養到23h之前，a組培養基中的營養和空間條件都是充裕的D．培養基更新時間間隔為23h時，種群增長不會出現“J”型增長階段[解析]細菌甲為異養微生物，能夠將培養基中的有機物分解成無機物，A正確。培養基更換頻率的不同，可用來表示環境資源量的不同：更換頻率快，環境資源相對豐富；更換頻率慢，環境資源相對匱乏，B正確。通過對比題圖中三條曲線可知，a組為培養基更新時間間隔為3h的實驗組，細菌數量呈“J”型增長，由此可知其營養和空間條件都是充裕的，C正確。培養基更新時間間隔為23h時，在培養的初始階段，由于營養和空間條件充裕，因此種群增長也會出現“J”型增長階段，D錯誤。[答案]D[內化于心—思維建模](一)種群數量增長曲線常見模式圖[模型解讀]1．圖1中曲線甲表示種群在資源和空間無限的理想條件下的“J”型增長曲線，曲線乙是資源和空間有限條件下的“S”型增長曲線。兩種增長曲線的差異主要是由環境阻力的有無造成的。2．圖2中“J”型增長曲線的增長率和增長速率曲線分別是①③，“S”型增長曲線的增長率和增長速率曲線分別是②④。3．圖3中對應的種群數量為K值的點有A、B、C、D，種群數量為K/2的點有A′、C′、D′。(二)關于K值和“λ”的模型分析[模型解讀]1．關于K值模式圖分析K值即“在環境不受破壞”的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量——實際環境中種群數量往往在K值上下波動，如圖1所示。(1)對圖甲模型解讀K值是可變的。K值會隨著環境的改變而發生變化，當環境遭到破壞時，K值會下降，達到一個新的K值；當環境條件狀況改善后，K值會上升，如圖甲所示。達到K值后種群數量仍是可變的，會在K值附近上下波動。當種群數量偏離K值的時候，會通過負反饋調節使種群數量回到K值，如圖甲。K值并不是種群數量的最大值。K值是環境容納量，即在保證環境不被破壞的前提下一定空間中所能容納種群數量的最大值；種群所能達到的最大值會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為已超過環境承載量。(2)對圖乙模型的解讀：被捕食者種群數量超過N2，則引起捕食者種群數量增加；捕食者種群數量超過P2，則引起被捕食者數量減少。兩者相互作用，使被捕食者和捕食者的數量分別在N2和P2水平上保持動態平衡，從而判斷被捕食者和捕食者的K值分別為N2和P2。2．關于“λ”的模式圖分析(如圖2所示)(1)“λ”≠增長率種群“J”型增長的數學模型：Nt＝N0λt中，λ代表某時段結束時種群數量為初始數量的倍數，不是增長率。增長率＝(末數－初數)/初數×100%＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。(2)圖2曲線分析a段——λ>1且恒定，種群數量呈“J”型增長；b段——“λ”盡管下降，但仍大于1，此段種群出生率大于死亡率，則種群數量一直增加；c段——λ＝1，種群數量維持相對穩定；d、e段——λ<1，種群數量逐年下降。[外化于用]1．(2021·重慶模擬)如圖表示種群在理想環境中和有環境阻力條件下的增長曲線，下列有關種群數量增長曲線的敘述，正確的是()A．圖甲為“J”型增長，每年增加的個體數量始終不變B．圖乙為“S”型增長，e點時增長速率達到最大值C．防治蝗災應在害蟲數量達到d點時進行D．漁業捕撈后剩余量應該在c點左右解析：選D圖甲為“J”型增長，數學模型為Nt＝N0·λt，λ代表增長倍數，保持不變，但每年增加的個體數量在不斷上升，A錯誤。圖乙中e點時種群的數量不再變化，增長速率為0，B錯誤。防治蝗災應該在b點之前進行，超過b點，蝗蟲增長速率加快，滅蟲效果差，C錯誤。漁業捕撈應該在超過K/2時進行，且每次捕撈后的剩余量應保持在c點左右，此時種群的增長速率最大，D正確。2．假設某草原上散養的某種家畜種群呈“S”型增長，該種群的增長速率隨種群數量的變化趨勢如圖所示。若要持續盡可能多地收獲該種家畜，則應在種群數量合適時開始捕獲，下列四個種群數量中合適的是()A．甲點對應的種群數量 B．乙點對應的種群數量C．丙點對應的種群數量 D．丁點對應的種群數量解析：選D根據題圖，種群數量約為環境容納量的1/2時，種群增長速率最大，種群有最大持續產量。與甲、乙、丙點相比，在丁點時捕獲，捕獲后使種群處于最大增長速率附近，能達到持續盡可能多地收獲該種家畜的目的。3．如圖三種曲線是同一生物在同樣條件下的培養結果，以下分析錯誤的是()A．圖1中a點和圖3中e點的增長速率與圖2中的c點對應B．圖1中b點和圖3中f點的增長速率與圖2中的d點對應C．圖1、2、3都可以表示該種群在有限環境條件下的增長規律D．圖1、2、3中的b、c、f點都可以表示種群數量達到了環境容納量解析：選D圖1中a點、圖2中的c點和圖3中e點對應種群數量為K/2，此時增長速率最大，A正確；圖中b、d、f點都可以表示種群數量達到了環境容納量，種群增長速率為0，B正確；圖1、2、3都是“S”型增長，都可以表示該種群在有限環境條件下的增長規律，C正確；b、d、f點都可以表示種群數量達到了環境容納量，c時為K/2，D錯誤。4．科學家對某種群的數量進行了13年的連續研究，結果如圖所示(λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數)。下列分析正確的是()A．前4年間，該種群數量相對穩定，年齡組成為穩定型B．第4年到第5年間，該種群數量不斷下降C．第5年到第9年間，該種群數量達到K值并保持相對穩定D．從第11年開始該種群數量不斷上升，到第13年達到K值解析：選C由圖可知，在第1年到第4年之間λ＝1.5，種群數量在不斷增加，前4年間種群數量呈“J”型增長，年齡組成為增長型，A錯誤；第4年到第5年間λ減小，但仍然大于1，則種群數量在不斷增加，B錯誤；第5年到第9年間λ＝1，該種群數量達到K值并保持相對穩定，C正確；從第11年到第12年λ＜1，種群數量一直在不斷減少，12年后λ＞1，該種群數量不斷上升，第13年該種群的數量要比第5年的少，D錯誤。一、立足主干知識，注重基礎性和綜合性1．下列選項不屬于對種群數量特征描述的是()A．2020年年底某市常住人口性別比例為1.07∶1B．近年來，某市65歲及以上的人口比例增大C．橡樹種子散布能力差，常在母株附近形成集群D．薇甘菊的入侵，導致松樹種群死亡率升高解析：選C種群的數量特征包括種群密度、出生率和死亡率、性別比例、年齡組成等。A選項描述的是性別比例，B選項描述的是年齡組成，D選項描述的是死亡率，C選項描述的是種群的空間特征。2．下列關于環境容納量的敘述，錯誤的是()A．種群數量在K/2時增長最快B．同一群落各種群的環境容納量是相同的C．環境容納量會隨著環境條件的改變而改變D．環境容納量是種群數量在生存環境中的穩定平衡密度解析：選B在實際環境中，種群的數量呈“S”型增長，種群數量在K/2時增長最快，A正確；同一群落內，不同物種在同一環境中的環境容納量是不同的，B錯誤；環境容納量會受到環境的影響，隨環境條件的改變而改變，C正確；在環境不遭受破壞的情況下，種群數量會在K值附近上下波動，故環境容納量是種群數量在生存環境中的穩定平衡密度，D正確。3．下面是有關種群特征的概念圖，有關分析錯誤的是()A．①表示種群密度，是制約種群增長的因素之一B．春運期間，北京市的人口數量變化主要取決于②③C．預測種群數量變化的主要依據是④D．利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲，破壞了正常的⑤解析：選B圖中①為種群密度，②與③分別為出生率和死亡率，④為年齡組成，⑤為性別比例。種群密度是制約種群增長的因素之一；春運期間北京市人口數量的變化主要是流動人口的變化，主要取決于遷入率和遷出率，而不是出生率和死亡率；預測種群數量變化的主要依據是年齡組成；利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲，破壞了害蟲種群正常的性別比例。4.如圖表示某種魚類在有環境阻力條件下的種群增長曲線，下列敘述正確的是()A．該魚類種群數量的增長受自身種群密度的制約B．氣候條件的改變不會影響該種群的環境容納量C．當種群數量達到d點時環境阻力開始影響種群增長D．漁業捕撈后剩余量需控制在c點以保持最高的增長速率解析：選A由于環境資源有限，魚類種群密度越大，種內競爭會越劇烈，從而會影響種群數量的增長；種群的環境容納量受環境(包括氣候條件)的影響；題圖為“S”型種群增長曲線圖，一開始種群的增長就受到環境阻力的影響；b點時種群的增長速率最大，漁業捕撈后剩余量需控制在b點，有利于種群數量快速得到恢復。5．下列調查活動或實驗中，計算所得數值與實際數值相比，可能偏小的是()A．標志重捕法調查灰喜鵲的種群密度時標記物脫落B．用血細胞計數板計數酵母菌數量時只統計方格內的菌體C．樣方法調查蒲公英的種群密度時在分布較密的地區取樣D．調查某遺傳病的發病率時以患者家系為調查對象解析：選B根據標志重捕法的計算公式可知，當標記物脫落時，統計的種群密度偏大；用血細胞計數板計數酵母菌數量時，應統計方格內和壓在方格界線上的酵母菌數量，對于壓在方格界線上的酵母菌，應當遵循“數左不數右，數上不數下”的原則進行計數，所以若只統計方格內的菌體，會導致計算所得數值與實際數值相比偏小；調查蒲公英的種群密度時，取樣時選取較密的地區統計得到的數目會偏大；調查遺傳病的發病率應在人群中調查，若在患者家系中調查所得結果會偏大。6．(2021年1月新高考8省聯考·重慶卷)我國熱帶雨林物種豐富，有巨大的生態價值，成為科學家們競相研究的“伊甸園”。下列說法正確的是()A．熱帶雨林生態環境優越，某種群在入侵初期單位時間內的增長倍數一定B．熱帶雨林的物種豐富，生態價值高，體現了生物多樣性的潛在價值C．某種群數量在短期內保持穩定，則其年齡組成不可能為增長型D．測定雨林內蜘蛛、蜈蚣等動物的種群密度需用標志重捕法解析：選A熱帶雨林生態環境優越，某種群在入侵初期種群數量成J型曲線增長，故單位時間內的增長倍數一定，A正確；熱帶雨林的生態價值，體現了生物多樣性的間接價值，B錯誤；種群的年齡組成可以預測種群的發展趨勢，但影響種群數量的因素很多，比如氣候、食物、天敵和傳染病等，故當種群的年齡組成為增長型時，某種群的數量在短期內也可能保持穩定，C錯誤；蜘蛛、蜈蚣活動能力弱，活動范圍小，應該用樣方法調查種群密度，D錯誤。7．下圖為某種群數量增長曲線，下列表述錯誤的是()A．第1階段種群數量緩慢增長B．第2階段種群增長速率先增大后減小C．該種群K值為K1D．第4階段后，種群數量也可能迅速減少解析：選C由曲線斜率和基數可知，第1階段種群數量緩慢增長；由曲線斜率可知，第2階段種群增長速率先增大后減小；種群數量往往在K值上下波動，則該種群K值為K2；第4階段后，由于種內競爭加劇、天敵增多等因素，種群數量可能迅速減少。8．在資源和空間有限的條件下，種群數量呈“S”型增長。下圖是某藻類在不同環境溫度下的種群增長曲線，下列敘述錯誤的是()A．環境容納量隨環境溫度不同而改變B．圖中19.8℃C．24.8℃D．33.6℃條件下種群數量將維持在K解析：選D由題圖可以看出，在溫度不同的情況下，該藻類的個體數最大值不同，所以環境容納量隨環境溫度不同而改變；在三條曲線中，19.8℃條件下環境中所容納的最大個體數是最小的，所以在19.8℃條件下環境容納量最小；曲線斜率表示種群的增長速率，由圖中曲線可以看出，24.8℃條件下第5天左右曲線斜率是最大的，也就是此時種群的增長速率是最大的；K值是環境容納量，不是恒定不變的，會隨環境變化而發生改變。達到K9．下面的圖1和圖2表示出生率、死亡率、凈補充量(為出生率與死亡率之差)和種群密度的關系，下列有關敘述正確的是()A．圖1中曲線a代表死亡率，曲線b代表出生率B．海洋魚類捕撈后應使魚類的數量保持在圖1的E點C．圖2中在F點控制有害動物最有效D．圖2中G點代表種群的環境容納量解析：選D圖1中曲線a代表出生率，曲線b代表死亡率；海洋魚類捕撈后應使魚類的數量保持在K/2時，E點為K值；在F點時種群數量增長最快，不利于控制有害動物的數量；圖2中的G點對應圖1中的E點，均表示種群的環境容納量。10．(2021年1月新高考8省聯考·河北卷)黑鸛是一種大型涉禽，為國家一級保護動物，其生性膽小、機警，常在具有隱蔽條件的濕地及周邊地區涉水覓食，主要以小魚、蛙、昆蟲等為食。加強濕地的科學管理可促進黑鸛種群數量增加。下列敘述錯誤的是()A．減少濕地及周邊地區環境污染，能降低黑鸛死亡率，使種群數量增加B．減少濕地及周邊的水產養殖活動可為黑鸛提供較多的食物來源C．提高濕地生物多樣性水平有助于增加黑鸛種群數量D．用標志重捕法調查時，若只標記成鳥會導致黑鸛種群數量統計結果偏小解析：選D減少環境污染會使黑鸛的生存環境更加適宜，其死亡率降低，從而使種群數量增加，A正確；減少濕地及周邊的水產養殖活動，可為小魚、蛙、昆蟲等增加生存空間，使它們種群數量增加，可為黑鸛提供較多的食物來源，B正確；提高生物多樣性可以使得黑鸛的食物豐富多樣，使得生活的環境更加適宜，有助于增加黑鸛的種群數量，C正確；標志重捕法的公式為：種群中個體數(N)＝(第一次捕獲并被標記的個體數×第二次重捕總數)/第二次重捕中被標記的個體數，若只標記成鳥，而不標記幼鳥，則會使第二次重捕中被標記的個體數偏小，使得計算出來的個體總數偏大，即黑鸛的種群數量統計結果偏大，D錯誤。11．一調查小組對我國東部某地群落進行深入調查，獲得有關信息資料，請分析回答：(1)調查小組對某塊荒地的幾種常見植物的種群密度進行了連續五年的調查，一般采用的調查方法是__________，結果如下表所示(單位：株/m2)，取樣時關鍵要做到____________。如果4種植物中有一種屬于入侵物種，則該入侵物種是________，該入侵物種在入侵初期類似于________型增長，原因是____________________________________。20102011201220132014甲10.09.28.06.85.5乙3.02.11.10.30.1丙0.30.61.11.52.3丁3.02.00.400(2)下面為調查小組從當地主管部門獲得的某物種種群數量的變化圖，據此分析該種群在30年中種群數量最少是從第________年開始的，第20～30年間種群的出生率________(填“＜”“＝”或“＞”)死亡率。15年時種群的年齡組成是________型。解析：(1)樣方法需做到隨機取樣；外來物種入侵初期種群數量的變化類似于“J”型增長。(2)初始幾年λ值大于1且不變，此時種群數量呈“J”型增長；λ值小于1時種群數量減少，第15年時減少最快，此時種群的年齡組成為衰退型，減少至第20年時不再減少，此時種群數量最少；第20～30年間λ值等于1，種群數量不變，則出生率＝死亡率。答案：(1)樣方法隨機取樣丙“J”生存環境適宜(或資源和空間充裕，氣候適宜)，沒有天敵(2)20＝衰退二、強化遷移能力，突出創新性和應用性12．圖中a、b為某群落中的兩個動物種群，曲線表示δ(δ＝出生率/死亡率)隨時間的變化。不考慮遷入、遷出，下列敘述正確的是()A．t5時刻a、b的種群密度相同B．O→t5b種群數量呈“S”型曲線增長C．t3→t5b種群密度先上升后下降D．t3→t5a解析：選Dt5時刻a、b種群的出生率都等于死亡率，但是種群密度不一定相同，A錯誤；O→t5b種群的δ先小于1后大于1，種群數量先減少后增加，不呈“S”型曲線增長，B錯誤；t3→t5b種群的δ大于1，種群數量增加，密度一直上升，C錯誤；t3→t5a13．吹綿蚧是一種嚴重危害果園生產的害蟲，澳洲瓢蟲以吹綿蚧為食可以有效抑制該害蟲的數量。科學家研究了吹綿蚧種群數量的變化規律，為防治害蟲提供科學依據。下圖是吹綿蚧種群數量與被捕食率、補充率的關系模型，其中補充率代表沒有被捕食的情況下吹綿蚧增長的比率。下列說法正確的是()A．當吹綿蚧種群數量介于m～n點之間時，種群數量會逐漸穩定在n點B．當種群數量超過n點時，會導致吹綿蚧蟲害的爆發C．當種群數量超過p點時，吹綿蚧種群數量會穩定在q點內D．在果園中適當投放澳洲瓢蟲，可使吹綿蚧數量長期穩定在n點解析：選B當吹綿蚧種群數量介于m～n點之間時，被捕食率大于補充率，因此可推測種群數量會逐漸下降而后穩定在m點，A錯誤；當種群數量超過n點時，由于補充率大于被捕食率，種群數量會增加，可能會導致吹綿蚧蟲害的爆發，B正確；當種群數量超過p點時，被捕食率大于補充率，因此種群數量下降，最終穩定在p點，C錯誤；當種群數量高于n點時，在果園中適當投放澳洲瓢蟲，可使吹綿蚧數量長期穩定在n點，D錯誤。14．雪鄉位于黑龍江省海林市雙峰國家森林公園，常年積雪可達8個月，是全國著名的旅游勝地。某科研小組對雙峰林場內的一種森林害鼠——棕背平進行了調查研究，以便更好地進行防治。回答下列問題：(1)對棕背平的種群密度進行調查常采用的調查方法是____________。(2)在資源不受限制的理想條件下，棕背平種群的增長曲線呈________型。其數學模型：Nt＝N0λt中，λ值與增長率的關系是增長率＝________。(3)利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，破壞了害蟲種群正常的________，從而降低該種群密度。(4)生態策略是生物在種群水平上對環境變化的適應策略。其中r對策生物通常個體小，壽命短，生殖力強但存活率低，親代對后代缺乏保護；K對策生物通常個體大，壽命長，生殖力弱但存活率高，親代對后代有很好的保護。圖甲中兩條曲線分別表示K、r對策生物當年的種群數量(Nt)和一年后的種群數量(Nt＋1)之間的關系，虛線表示Nt＋1＝Nt。則：據圖甲比較分析，r對策生物的曲線特點是________________________________，這正是人們消除有害生物的危害所面臨的狀況。若鼠的壽命只有兩年，幾乎全年均可繁殖，種群數量每天可增加1.47%，在種群密度極低時也能迅速回升，最終形成________型增長曲線。圖乙曲線Ⅱ是在森林中投放了一定數量的蛇，緩解森林的鼠患。曲線Ⅱ表明蛇發揮明顯生態效應的時間段是________(用圖中字母表示)。若投放的蛇因不適應當地森林的環境部分死亡，則圖中α的角度將會________。解析：(1)棕背平的活動能力強，活動范圍廣，調查其種群密度常采用標志重捕法。(2)在資源不受限制的理想條件下，棕背平種群的增長曲線呈“J”型。在“J”型曲線的數學模型中，λ值表示該種群數量為前一年的倍數，而種群增長率是指一段時間內種群數量增加的部分占初始種群數量的比例，可見，λ值與增長率的關系是增長率＝(λ－1)×100%。(3)利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，破壞了害蟲種群正常的性別比例，使很多雌性個體不能完成交配，從而降低該種群密度。(4)據圖甲可知，r對策生物的曲線特點是在低密度下可以快速增長，只有一個穩定平衡點而沒有滅絕點，這也是人們消除有害生物所面臨的狀況。由題中“鼠的壽命短，但幾乎全年均可繁殖，種群數量每天可增加1.47%，在種群密度極低時也能迅速回升”可知，最終形成“S”型增長曲線。蛇是鼠的天敵，投放一定數量的蛇會導致鼠的數量下降，因此曲線Ⅱ表明蛇發揮明顯生態效應的時間段是ef。若投放的蛇因不適應當地森林的環境部分死亡，則鼠的數量下降趨勢減弱，即圖中α的角度將會增大。答案：(1)標志重捕法(2)“J”(λ－1)×100%(3)性別比例(4)只有一個穩定平衡點而沒有滅絕點“S”ef增大15．“種群存活力”分析可用于研究一些因素如何影響到種群滅絕的可能性，這種研究方法目前已被用來評價秦嶺大熊貓現有種群的存活能力，并借此探討相應的保護措施。請回答下列問題：(1)研究秦嶺大熊貓種群動態，常需要調查其最基本的數量特征是__________。(2)在環境條件不變的情況下，對秦嶺大熊貓進行“種群存活力”分析時，得到如下表所示的數據，請據表分析回答。初始種群規模/只1020252830405070種群在200年內的滅絕概率0.4120.1320.0760.0650.0410.0100.0020若以“種群在200年內的滅絕概率小于5%”作為種群可以維持存活的標準，則該種群維持存活所需的最小初始規模范圍在________只之間。(3)若以環境質量下降、自然災害以及人類的偷獵和捕捉等限制種群數量增長的環境阻力為“限制壓”，下圖曲線表示不同“限制壓”下(以小數表示)初始規模不同的種群與其在200年內的滅絕概率(%)的關系。請據圖分析：由圖可知，隨著限制壓的增大，種群滅絕的可能性會________，維持種群存活的最小規模會________(填“增大”“減小”或“不變”)。若種群的滅絕概率為5%，則當限制壓為0.02時，“最小存活種群”的規模為________只。(4)基于上述研究結果，請你提出2個針對秦嶺大熊貓的保護建議：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)種群最基本的數量特征是種群密度。(2)根據表格數據分析，初始種群規模為28只時，種群滅絕概率為6.5%，初始種群規模為30只時，種群滅絕概率為4.1%，因此若以“種群在200年內的滅絕概率小于5%”作為種群可以維持存活的標準，則該種群維持存活所需的最小初始規模范圍在28～30只之間。(3)據圖分析，隨著限制壓的增大，種群的滅絕概率越來越高，即種群滅絕的可能性增大，維持種群存活的最小規模也會增大；若種群的滅絕概率為5%，則當限制壓為0.02時，由曲線圖可知，該種群的“最小存活種群”的規模為160只。(4)根據以上分析可知，影響種群存活率的因素有限制壓、初始種群規模，因此針對秦嶺大熊貓的保護建議：保證現有的環境狀況不惡化、將偷獵和捕捉限制在一定范圍之內。答案：(1)種群密度(2)28～30(3)增大增大160(4)保證現有的環境狀況不惡化(或逐步恢復大熊貓的生存環境)、將偷獵和捕捉限制在一定范圍之內第二講群落的結構與群落的演替知識點一物種組成和種間關系[系統主干知識]一、群落的概念和特征1．群落概念的理解2．群落的物種組成(1)意義：群落的物種組成是區別不同群落的重要特征。(2)衡量指標：豐富度，即群落中物種數目的多少。(3)規律：不同群落豐富度不同，一般越靠近熱帶地區，單位面積內的物種越豐富。3．探究實驗：土壤中小動物類群豐富度的研究(2)取樣方法：取樣器取樣法。(3)統計方法：記名計算法和目測估計法。(4)注意事項①從不同營養環境中采集的土壤樣本要分別統計。②盡可能多地收集小動物。收集小動物時，根據土壤中生物的避光性和趨濕性來收集。③從同樣營養土壤中采集的樣本，多組同學進行統計比較。④識別命名要準確，并進行分類。⑤注意安全，遠離危險地帶；不要破壞當地環境。二、種間關系1．連線各種種間關系的特點與實例2．捕食與競爭的比較競爭是不同種生物為了爭奪資源、空間等生活條件而發生的斗爭，并不以獲取對方當食物為目的；捕食則是一種生物以另一種生物為食，目的是獲得食物與能量，用以維持自身的生存。[聚焦關鍵微點]一、澄清概念——所用教材的關鍵語句要理解透1．群落的物種組成是區別不同群落的重要特征。群落中物種數目的多少稱為豐富度。(1)不同群落的物種數目有差別。(√)(2)豐富度相同群落就相同。(×)(3)群落中的物種組成是固定不變的。(×)(4)隨著海拔的增高，物種豐富度逐漸降低。(√)2．一個群落中的物種不論有多少，都不是隨機地聚集在一起的，而是通過復雜的種間關系，形成一個有機的整體。(1)森林群落中可以出現互利共生、捕食和競爭等種間關系。(√)(2)競爭指兩種或兩種以上生物相互爭奪資源、空間和配偶等。(×)(3)兩種生物之間只存在一種種間關系。(×)(4)一般情況下，捕食者不會將被捕食者全部捕獲。(√)(5)競爭的激烈程度取決于空間、食物的重疊范圍，重疊范圍越大，競爭越激烈。(√)二、科學思維——新版教材的教考導向需領悟好1．(新人教版選擇性必修2P24圖2-3中的“原始合作”)原始合作是指兩種生物共同生活在一起時，雙方都受益，但分開后，各自也能獨立生活。(1)舉例說明原始合作。提示：蚜蟲和螞蟻是原始合作的典型事例，螞蟻喜歡吃蚜蟲分泌的蜜露，并把蜜露帶回蟻穴喂養幼蟻。同時，螞蟻精心保護蚜蟲，驅趕并殺死蚜蟲的天敵，越冬時還會把蚜蟲的卵帶回蟻穴加以保護。(2)試比較一下原始合作與種內互助。提示：原始合作是指不同種生物之間通過互助共同發展；種內互助是指同種生物之間通過互助共同發展。(3)試比較一下原始合作與互利共生。提示：原始合作是指對雙方都有利的一種種間關系，但這種種間關系并沒有發展到彼此相依為命的程度，如果解除這種關系，雙方都能正常生存。而互利共生是物種之間不能分開的一種種間關系，這種種間關系如果失去一方，另一方也就不能生存。2．(新人教版選擇性必修2P25“思考·討論”)資料1紅尾鴝和鹟都捕食飛蟲，也常常從樹葉及樹冠末梢上啄食昆蟲。在兩種鳥共同生活的地區，紅尾鴝喜歡在疏林和緩坡處活動，而鹟更喜歡選擇密林和陡坡。如果只有一種鳥存在，那么無論紅尾鴝還是鹟，它們覓食生境的范圍都比共存時的更大。資料2某地海邊潮間帶分布著海星、藤壺、貽貝、帽貝、石鱉等動物，海星可以捕食該群落中的其他四種動物，其他四種動物之間無捕食關系。在一個16m2(1)紅尾鴝和鹟的種間競爭對兩個種群的分布有什么影響？提示：兩者競爭食物和棲息空間，造成兩個種群逐漸分別占據不同的空間，形成一定的空間結構，以提高對資源、空間的利用。(2)資料2說明捕食、種間競爭在群落中是怎樣相互聯系的？提示：去除了海星，捕食者數量減少，被捕食者藤壺、貽貝、帽貝、石鱉的數量會增多，導致這四種動物對食物和空間的競爭愈發激烈。可以看出，捕食與種間競爭在群落中不是兩個獨立的過程，而是相互影響、相互聯系的。(3)除了種間關系，還有哪些影響群落的因素呢？提示：陽光、溫度、水分等都會對群落的外貌和結構產生影響。[深化拓展提能]一、生物種間關系的比較關系名稱數量坐標圖能量關系圖特征互利共生兩種生物共同生活在一起，彼此有利，若分開則雙方或至少一方不能獨立生存，數量上兩種生物同時增加，同時減少，呈現出“同生共死”的同步性變化寄生—一種生物(寄生者)寄居在另一種生物(寄主)體表或體內，攝取寄主的養分來維持生活競爭兩種生物生活在一起，由于爭奪資源、空間等而發生斗爭，數量上兩種生物呈現出“你死我活”的同步性變化捕食一種生物以另一種生物為食物，數量上兩種生物呈現出“先增加者先減少，后增加者后減少”的不同步性變化二、歸納總結調查類實驗的步驟及方法1．調查類實驗的一般步驟2．常用的調查方法：詢問法、問卷調查法、取樣調查法(樣方法、標志重捕法、取樣器取樣法)、野外觀察法、社會調查法、實驗法等。如調查人類紅綠色盲的發病率用詢問法或問卷調查法，調查土壤中螨蟲的種群密度用取樣器取樣法。[題點全訓過關]題點(一)群落與物種組成的概念理解和應用[典例1](2016·海南高考)下列有關群落的敘述，錯誤的是()A．群落有垂直結構和水平結構B．演替是生物群落的特征之一C．群落中物種之間是相互聯系的D．群落是由空氣、水和生物組成的[解析]在群落中各個生物種群分別占據了不同的空間，群落有垂直結構和水平結構，A正確；隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程就叫演替，演替是生物群落的特征之一，B正確；群落中生物之間存在捕食、競爭、互利共生和寄生等關系，群落中物種之間是相互聯系的，C正確；群落是同一時間內聚集在一定區域中各種生物種群的集合，不包括空氣、水、陽光、土壤等，D錯誤。[答案]D[對點訓練]1．下列關于群落豐富度的說法，正確的是()A．調查土壤中小動物類群豐富度可采用標志重捕法B．甲池塘鯽魚數量多于乙池塘，則甲池塘鯽魚豐富度較高C．經過群落演替，不同群落的物種豐富度均達到相同水平D．森林中物種數目多于河流，則森林的物種豐富度高于河流解析：選D由于土壤小動物身體微小，而且活動能力強，所以不能用樣方法和標志重捕法調查豐富度，可采用取樣器取樣的方法進行采集、調查，A錯誤；豐富度是指群落中物種數目的多少，而不是種群中個體數目的多少，B錯誤，D正確；群落演替的最終結果與其所處環境密切相關，所以經過群落演替，不同群落的物種豐富度不一定均達到相同水平，C錯誤。2．下列關于森林群落的敘述，錯誤的是()A．碳可在森林群落中進行循環B．森林群落在垂直方向上有明顯的分層現象C．互利共生、捕食和競爭等可以出現在森林群落中D．群落中植物放出的氧氣可被動物、植物及微生物利用解析：選A碳可在森林群落和無機環境之間進行循環；森林群落在垂直方向上有明顯的分層現象；互利共生、捕食和競爭等可以出現在森林群落中；群落中植物放出的氧氣可被動物、植物及微生物利用。題點(二)群落的種間關系[典例2](2018·海南高考)在一個群落中，當甲、乙兩個種群利用同一有限的資源時，種群間通常會發生()A．捕食 B．競爭C．寄生 D．互利共生[解析]在一個群落中，當甲、乙兩個種群利用同一有限的資源時，兩者構成競爭關系。[答案]Beq\a\vs4\al([歸納拓展])正確辨析種內關系與種間關系(1)種內關系包括種內斗爭(種內競爭)和種內互助；種間關系包括捕食、競爭、寄生和互利共生。(2)以下情況不屬于捕食：①一種生物以非生物為食，如牛飲水；②一種生物以同種的幼體為食，如鱸魚以本種的幼魚為食，這屬于種內斗爭(種內競爭)。[對點訓練]3．瘧原蟲在人體內只能進行無性生殖，在按蚊體內才進行有性生殖。人被感染瘧原蟲的按蚊叮咬后可患瘧疾。在水中，按蚊幼蟲(孑孓)以藻類和細菌為食，同時又被魚類捕食。下列敘述錯誤的是()A．瘧原蟲與人是寄生關系B．藻類屬于生產者，孑孓和魚類屬于消費者C．瘧原蟲與按蚊是互利共生關系D．魚類與藻類既存在捕食關系，也存在競爭關系解析：選C瘧原蟲與人是寄生關系，與按蚊之間也是寄生關系。藻類能進行光合作用，在生態系統中屬于生產者；孑孓和魚類是以其他生物為食的異養生物，在生態系統中屬于消費者。魚類以藻類為食，二者之間存在捕食關系；魚類與藻類生活在同一空間，會因爭奪生存空間、氧氣等有限的生存條件而產生競爭。4．甲、乙、丙是食性相同、不同種的蝌蚪，三者之間無相互捕食關系。某研究小組在4個條件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和數量不等的同種捕食者，一段時間后，各池塘中3種蝌蚪的存活率如下表：池塘編號捕食者數量/只蝌蚪存活率/%甲乙丙1087740225830253442321148203710下列推測不合理的是()A．捕食者主要捕食甲和丙B．蝌蚪的種間競爭結果可能受捕食者影響C．無捕食者時蝌蚪的種間競爭可能導致乙消失D．隨著捕食者數量增加，乙可獲得的資源減少解析：選D隨著池塘中捕食者數量的增加，甲種和丙種蝌蚪存活率逐漸降低，說明捕食者的食物來源以甲、丙兩種蝌蚪為主。三種蝌蚪由于相同食物來源或相同生存空間可構成種間競爭關系，但在4個池塘中放入了不同數量的捕食者后，因捕食者對不同蝌蚪的捕食數量不同，可能改變了它們原有的競爭結果。池塘1中，在沒有加入捕食者時乙種蝌蚪存活率最低，說明乙種蝌蚪競爭力最弱，容易被自然環境所淘汰。隨著捕食者數量的增加，甲種和丙種蝌蚪數量減少，乙種蝌蚪獲得的資源相對增加。題點(三)探究土壤小動物的豐富度[典例3](2020·全國卷Ⅰ)土壤小動物對動植物遺體的分解起著重要的作用。下列關于土壤小動物的敘述，錯誤的是()A．調查身體微小、活動力強的小動物數量常用標志重捕法B．土壤中小動物類群的豐富度高，則該類群含有的物種數目多C．土壤小動物的代謝活動會影響土壤肥力，進而影響植物生長D．土壤小動物呼吸作用產生的CO2參與生態系統中的碳循環[解析]土壤小動物身體微小，活動能力較強，可用取樣器取樣法調查其數量，不適合用標志重捕法進行調查，A錯誤；豐富度是指群落中物種數目的多少，物種數目越多，豐富度越高，B正確；題述土壤小動物可以將有機物分解成無機鹽和CO2等，無機鹽可以提高土壤肥力，進而促進植物生長，C正確；土壤小動物呼吸作用產生的CO2可以被綠色植物等利用從而進入生物群落，參與生態系統中的碳循環，D正確。[答案]A[對點訓練]5．(2021年1月新高考8省聯考·廣東卷)下列關于“土壤中小動物類群豐富度的研究”實驗的敘述，正確的是()A．許多土壤小動物以動植物遺體為食，屬于分解者B．土壤小動物活動范圍小，適合用標志重捕法來調查C．誘蟲器利用土壤小動物的趨光性，使用燈光來誘捕D．通過統計土壤小動物的個體數目來估算其豐富度解析：選A許多土壤小動物以土壤中的枯枝落葉、動物的遺體糞便為食物，屬于生態系統的分解者，A正確；許多土壤小動物有較強的活動能力且身體微小，不適合用樣方法和標志重捕法，而采用取樣器取樣法進行采集、調查，B錯誤；誘蟲器利用土壤小動物具有避光、趨濕和避高溫的特性來誘捕，C錯誤；通過調查樣本中小動物的種類和數量來推測某一區域內土壤小動物的豐富度，D錯誤。6．如圖是“土壤中動物類群豐富度的研究”實驗中常用的兩種裝置，下列有關敘述錯誤的是()A．甲裝置的花盆壁M和放在其中的土壤之間要留一定空隙的目的是便于空氣流通B．乙裝置通常用于對體型較小的土壤動物進行采集C．甲裝置主要是利用土壤動物趨光、趨濕、避高溫的習性采集D．用乙裝置采集的土壤動物可以放入體積分數為70%的酒精溶液中解析：選C甲裝置中花盆壁M和放在其中的土壤之間要留有一定空隙，目的是便于空氣流通，以保證土壤小動物的有氧呼吸；乙裝置較為簡易，通常用于對體型較小的土壤動物進行采集；甲裝置主要是利用土壤動物避光、避高溫、趨濕的習性來進行采集的；用乙裝置采集到的土壤動物，可以放入體積分數為70%的酒精溶液中保存，便于計數和觀察。知識點二群落的空間結構和演替[系統主干知識]一、群落的空間結構1．概念：在群落中，各個生物種群分別占據了不同的空間，使群落形成了一定的空間結構。2．類型3．群落結構的形成原因與意義(1)形成原因：在長期自然選擇的基礎上形成的對環境的適應。(2)意義：利于群落整體對自然資源的充分利用。二、群落的演替1．群落演替的概念和分類2．人類活動對群落演替的影響：人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。[聚焦關鍵微點]一、澄清概念——所用教材的關鍵語句要理解透1．在垂直方向上，大多數群落都有分層現象，稱為群落的垂直結構。(1)竹林中箭竹高低錯落有致，其在垂直結構上有分層現象。(×)(2)動物在群落中的垂直分布與植物的分層現象密切相關。(√)(3)淡水魚占據不同的水層，出現的分層現象與各種魚的食性有關。(√)(4)光的穿透性影響水生群落垂直分層。(√)(5)一棵樹上不同高度的喜鵲巢，不能反映動物群落的垂直結構。(√)2．隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程稱為群落演替，包括初生演替和次生演替。初生演替經歷的時間長，速度緩慢；次生演替經歷的時間短，速度較快。(1)草本植物階段比灌木階段的群落空間結構復雜。(×)(2)地衣會比苔蘚更早地出現在火山巖上。(√)(3)群落演替會隨時間延長而逐漸加劇。(×)(4)演替達到相對穩定的階段后，群落內物種組成不再變化。(×)(5)冰川泥上發生的群落演替是初生演替。(√)(6)次生演替的速度比初生演替的速度快，若時間允許，棄耕的農田總會形成森林。(×)二、科學思維——新版教材的教考導向需領悟好1．(新人教版選擇性必修2P27正文中“群落的季節性”)群落季節性的概念：由于陽光、溫度和水分等隨季節而變化，群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。由群落季節性的概念歸納其特點和意義。提示：特點是季節性交替，有周期性；意義是顯著降低生物的生存壓力。2．(新人教版選擇性必修2P27正文中的“生態位”)生態位的概念：一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位(niche)。(1)如何研究動植物的生態位？提示：研究某種動物的生態位，通常要研究它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等。研究某種植物的生態位，通常要研究它在研究區域內的出現頻率、種群密度、植株高度等特征，以及它與其他物種的關系等。(2)生態位的作用及形成原因分別是什么？提示：作用是群落中的每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源。形成原因是群落中物種之間及生物與環境之間協同進化的結果。(3)請分析四大家魚混養的原理。提示：充分利用四大家魚在池塘中占據不同的生態位。[深化拓展提能]一、群落的結構分析1．群落的垂直結構呈分層分布(1)影響陸生植物分布的主要因素是光照強度。(2)影響水生植物分布的主要因素是光的波長。不同波長的光在水體中的透射能力不同，波長越短透射能力越強，如下圖所示：(3)高山上植物的分布取決于溫度，從山頂到山腳下，分布著不同的植物類群，屬于植被的垂直地帶性分布，不屬于群落的垂直結構。如下圖所示：(4)影響動物垂直分層現象的因素主要是食物和棲息空間。2．群落的水平結構呈鑲嵌分布(1)影響水平結構的因素也是鑲嵌分布形成的原因。(2)鑲嵌分布的理解陸地群落的水平結構很少是均勻的，沙漠里的灌木由于彼此競爭營養和水分，傾向于均勻分布，但大多數群落中的生物都是呈集群分布或表現為斑塊狀鑲嵌。例如，若種子直接落在母株周圍就會產生成簇的幼株，形成集群。靠風力傳播的種子(如蒲公英)、靠鳥獸傳播的種子(如蒼耳)就可以散播得很遠。再例如，森林中，在喬木的基部和其他被樹冠遮住的地方，光線較暗，適合苔蘚植物生存，而樹冠的間隙或其他光照較充足的地方，則有較多的灌木和草叢。此外，土壤、小地形、風和火等環境條件都能影響生物的水平分布格局，使植物在水平方向上表現出復雜的斑塊性和鑲嵌性。二、群落的演替1．辨明群落演替的三個易誤點(1)演替并不是“取而代之”演替過程中一些種群取代另一些種群，是一種“優勢取代”而非“取而代之”。如形成森林后，喬木占據優勢地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔蘚等。(2)演替是“不可逆”的演替是生物和環境反復相互作用，發生在時間和空間上的不可逆變化，但人類活動可使其不按自然演替的方向和速度進行。(3)群落演替是一個漫長但并非永無休止的過程當群落演替到與環境處于平衡狀態時，就以相對穩定的群落為發展的頂點。2．歸納總結自然群落演替的方向和結果方向演替是群落組成向著一定方向、具有一定規律，隨時間而變化的有序過程，因而它往往是能預見的或可預測的能量總生產量增加，群落的有機物總量增加結構生物種類越來越多，群落的結構越來越復雜穩定性演替是生物和環境反復相互作用，發生在時間和空間上的不可逆變化，一般地，演替過程中群落抵抗力穩定性越來越高[題點全訓過關]題點(一)群落的空間結構[典例1](2020·江蘇高考)“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”“爭渡，爭渡，驚起一灘鷗鷺”……這些詩句描繪了荷塘的生動景致。下列敘述正確